JAVA中的SPI是什么意思

這篇文章主要介紹了JAVA中的SPI是什么意思，具有一定借鑒價(jià)值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

1. SPI介紹

SPI全稱Service Provider Interface，是Java提供的一套用來(lái)被第三方實(shí)現(xiàn)或者擴(kuò)展的接口，其意義在于為某個(gè)接口尋找服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，主要應(yīng)用在框架中用來(lái)尋找組件，提高擴(kuò)展性。

汽車制造是一個(gè)比較繁瑣的過(guò)程，通常的手段是先規(guī)定汽車各個(gè)零部件的生產(chǎn)規(guī)格，各個(gè)零部件廠商按照這種規(guī)則去生產(chǎn)合格的零部件。汽車生產(chǎn)商挑選合適的零部件去組裝以出產(chǎn)汽車。汽車某個(gè)零部件損壞也不用廢棄掉整個(gè)汽車，只需要更換組件即可。

SPI就是用來(lái)怎么去尋找汽車零部件的一種機(jī)制，生產(chǎn)規(guī)格就是接口的定義，零部件生產(chǎn)商生產(chǎn)零部件就是遵循接口提供具體的實(shí)現(xiàn)，SPI挑選合適的組件進(jìn)行組裝后完成特定的功能，當(dāng)某個(gè)組件存在漏洞或問(wèn)題時(shí)可以在不改動(dòng)代碼的前提下替換組件以提高擴(kuò)展性。

2. SPI規(guī)則

SPI旨在為某個(gè)接口尋找服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，因此在設(shè)計(jì)初期就要規(guī)定好組件的接口，JAVA的SPI機(jī)制使用步驟如下：

定義組件接口（生產(chǎn)規(guī)格）

實(shí)現(xiàn)組件接口（提供組件）

配置組件文件（查找組件）

反射實(shí)例調(diào)用（組裝工作）

3. SPI案例

組件定義工程中定義組件開發(fā)的規(guī)范，即定義組件需要實(shí)現(xiàn)哪些接口組件A工程和組件B工程提供對(duì)組件的實(shí)現(xiàn)，即實(shí)現(xiàn)組件定義的接口組件應(yīng)用工程挑選合適的組件進(jìn)行組件的運(yùn)用

3.1 組件的定義

在【commons-api】工程中定義組件的規(guī)范，即定義接口，接口名稱為ComponentService，內(nèi)容如下：

public interface ComponentService
{
    /**
     * 獲取組件的名稱
     * @return 組件名稱
     */
    String getComponentName();
}

3.2 組件的實(shí)現(xiàn)

在【component-A】工程中按照組件定義的規(guī)范提供組件，即實(shí)現(xiàn)組件定義接口，類名稱為ComponentA，內(nèi)容如下：

public class ComponentA implements ComponentService
{
    /**
     * 組件名稱
     */
    private static final String COMPONENT_NAME = "組件A";

    @Override
    public String getComponentName()
    {
        return COMPONENT_NAME;
    }
}

按照J(rèn)AVA的SPI規(guī)則在【component-A】工程的resource/META-INF/services資源目錄下新建文件，文件名稱為組件接口的全限定名，內(nèi)容為組件實(shí)現(xiàn)的全限定名

在【component-B】工程中也提供對(duì)應(yīng)的組件實(shí)現(xiàn)，類名稱為ComponentB，內(nèi)容如下：

public class ComponentB implements ComponentService
{
    /**
     * 組件名稱
     */
    private static final String COMPONENT_NAME = "組件B";

    @Override
    public String getComponentName()
    {
        return COMPONENT_NAME;
    }
}

同樣在【component-B】工程的resource/META-INF/services資源目錄下配置文件

3.3 組件的選用

基于maven構(gòu)建的java工程使用pom文件來(lái)編排項(xiàng)目所需要的依賴組件，現(xiàn)在需要用到組件，并且我覺得A組件比B組件更適合我，如是在【component-application】工程的pom中我編排了組件A，內(nèi)容如下：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.xxxx</groupId>
        <artifactId>component-A</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
</dependencies>

在【component-application】工程中新建應(yīng)用程序啟動(dòng)類來(lái)運(yùn)用組件，類名稱為Main，內(nèi)容如下：

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // 加載組件
        ServiceLoader<ComponentService> components = ServiceLoader.load(ComponentService.class);
        for (ComponentService component : components)
        {
            // 運(yùn)用組件：打印組件名稱
            System.out.println(component.getComponentName());
        }
    }
}

啟動(dòng)【component-application】工程的Main類的main方法，結(jié)果如下：

假如某一天我發(fā)現(xiàn)組件A存在很大漏洞，需要更換組件將組件A替換成組件B，只需要在【component-application】工程的pom中去掉組件A的依賴，導(dǎo)入組件B的依賴即可，pom內(nèi)容如下：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.xxxx</groupId>
        <artifactId>component-B</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
</dependencies>

無(wú)需修改【component-application】工程的具體使用細(xì)節(jié)，就可以達(dá)到替換組件的目的，運(yùn)行如下：

4. SPI原理

JAVA提供的SPI機(jī)制主要依靠的是java.util.ServiceLoader類，從SPI案例中入手，進(jìn)入ServiceLoader.load方法一探究竟。

load方法最終會(huì)創(chuàng)建一個(gè)LazyIterator 的實(shí)例，看到Iterator大概就知道和迭代器有關(guān)，繼續(xù)了解一下LazyIterator 是什么

猜想得不錯(cuò)，LazyIterator 和迭代器有關(guān)，它是ServiceLoader的一個(gè)內(nèi)部類，實(shí)現(xiàn)了Iterator接口，那只需要重點(diǎn)關(guān)注Iterator接口定義的方法

public boolean hasNext()

public S next()

Iterator接口定義的hasNext方法用于判斷迭代的是否是否還有下一個(gè)元素，LazyIterator 的hasNext方法最終是調(diào)用的hasNextService方法，重點(diǎn)研究這個(gè)。

通過(guò)類加載器獲取到指定目錄下的資源文件配置的組件實(shí)現(xiàn)的全限定名，存放在configs的一個(gè)容器變量中，有了組件實(shí)現(xiàn)的全限定名，后面多半就是反射生成對(duì)象返回了，繼續(xù)看一下LazyIterator 的next方法。LazyIterator的next方法主要邏輯是在nextService方法中，仔細(xì)分析一下

和剛才的猜想一致，拿到了組件實(shí)現(xiàn)的全限定名通過(guò)Class.forName來(lái)生成組件對(duì)象，所以程序就通過(guò)for循環(huán)得到了對(duì)象可以進(jìn)行調(diào)用。

5. SPI要求

java.util.ServiceLoader類是這樣來(lái)描述自己的

A simple service-provider loading facility.

一個(gè)簡(jiǎn)單的服務(wù)提供者加載工具

The only requirement enforced by this facility is thatprovider classes must have a zero-argument constructor so that they can beinstantiated during loading

強(qiáng)制執(zhí)行的唯一要求是提供者類必須有一個(gè)無(wú)參的構(gòu)造函數(shù)，以便它們可以在加載過(guò)程中實(shí)例化，從Class.forName生成實(shí)例對(duì)象就可以看出使用的是無(wú)參構(gòu)造

6. SPI應(yīng)用

SPI的這種組件替換思想很容易讓人想到我們熟知的JDBC規(guī)范。JDBC是JAVA規(guī)定的應(yīng)用程序連接數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)，定義了連接數(shù)據(jù)庫(kù)的幾個(gè)接口，比如Connection、Statement、ResultSet。各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)廠商提供自己的JDBC實(shí)現(xiàn)，這就是我們所說(shuō)的數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)。開發(fā)人員只需要關(guān)心如何使用JDBC的各個(gè)接口，不需要學(xué)習(xí)不同廠商的實(shí)現(xiàn)，這就是面向接口編程。

JDBC編程分為四個(gè)步驟，SPI在驅(qū)動(dòng)管理器DriverManager中得到了應(yīng)用

Mysql驅(qū)動(dòng)和SqlServer驅(qū)動(dòng)都有SPI的配置

在驅(qū)動(dòng)管理器的loadInitialDrivers方法中就會(huì)通過(guò)SPI機(jī)制獲取可用的驅(qū)動(dòng)，loadInitialDrivers方法會(huì)在靜態(tài)代碼塊中被調(diào)用。這里并沒有通過(guò)全限定名反射實(shí)例化，真正的驅(qū)動(dòng)注冊(cè)是數(shù)據(jù)庫(kù)廠商提供的驅(qū)動(dòng)類中通過(guò)靜態(tài)代碼塊將驅(qū)動(dòng)注冊(cè)到驅(qū)動(dòng)管理器中的registeredDrivers集合變量中的，以MySQL驅(qū)動(dòng)為例：

在驅(qū)動(dòng)管理器的getConnection方法中會(huì)遍歷SPI查找到的可用驅(qū)動(dòng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)獲取鏈接，直至鏈接獲取成功才返回。

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